Электроснабжение цеха металлорежущих станков

 

Общее число ламп ЛБ-40 в цехе: N_л=80

Число ДРЛ400: N_д=42

 

Установленная мощность ламп:

 

   (2.8)

        Р_уст= 42·700+80·40=29400+3200=32600 Вт.

 

По [3,с 271] определили значение коэффициентов спроса и учета потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре для люминесцентных ламп и ламп ДРЛ: К_с=0,95; К_{ПРА Л} = 1,2; К_{ПРА Д} = 1,1. Следовательно, осветительная нагрузка цеха:

P_ро=29,4∙0,95·1,1+3,2·0,95·1,2=34,37 кВт;

Q_ро= P_ро∙tgφ_o=34,37∙0.33=11,34 кВАр

Таким образом, полная нагрузка цеха, с учетом осветительной  нагрузки составляет:

Р_р∑= P_{цех р}+ Р_ро     (2.9)

Q_р∑=Q_{цех р}+Q_ро     (2.10)

 

Р_р∑= 126,79+34,37=161,16 кВт.

Q_р∑= 194,81+11,34=206,15 кВАр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

       Принимаем, что на рассматриваемом  объекте имеется складской резерв  трансформаторов, тогда с учетом  того что потребители цеха  имеют только 2 и 3 категории по  надежности электроснабжения, принимаем  что подстанция выполняется однотрансформаторной [3,с.106].

Расчетную мощность трансформатора определяем по формуле

 [3, с.106]

    (3.1)  

 

здесь К_з = 0,9 –рекомендуемый коэффициент загрузки для однотрансформаторной ТП [3,с. 103].

кВА

    Выбираем трансформатор  ТМ-250/10

    Определяем реактивную  мощность, которую целесообразно  передавать через силовой трансформатор  из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ [3,с.106]:

                                                                (3.2)

кВАр

Находим мощность низковольтных компенсирующих установок (НКУ) [3.с.106]:

      (3.3) 

 кВАр

 

 

        Мощность НКУ, необходимых для сведения потерь электроэнергии в распределительной сети к минимуму:

 

    (3.4)

Расчетный коэффициент  γ зависит от схемы питания  цеховой подстанции и расчетных  параметров К_р1 и К _р2, которые определяются по [3,с.108-109,таблицы 4.6и4.7]: К_р1=9  К_р2 =7(при длине питающей линии 1,3км). Принимаем, что цеховая ТП получает питание по радиальной схеме, тогда по[3,c.108-109,рисунок 4.86] найдено, что γ =0,38, следовательно:

              

                Q_НКУ2=206,15-49,15-0,38·250=62 кВАр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

4.1. Разработка системы электроснабжения

    Цеховые  сети распределения электроэнергии  должны:

- обеспечивать  необходимую надежность электроснабжения  приемников         электроэнергии в зависимости  от их категории;

-   быть  удобные и безопасные в эксплуатации;

- иметь оптимальные  технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

- иметь конструктивное  исполнение, обеспечивающие применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

       Схемы цеховых сетей делят  на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией (или главной магистралью). Главные магистрали рассчитывают на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений. Рекомендуется применять магистральные схемы с числом отходящих от ТП магистралей, не превышающим числа силовых трансформаторов.

          Распределительные магистрали предназначены   для питания приемников малой  и средней мощности, равномерно  распределенных вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняют с помощью  комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630А. Питание их осуществляют от главных магистралей или РУ низшего напряжения цеховой подстанции.

Магистральные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без  особых изменений электрической  сети). Поэтому их применение рекомендуется  во всех случаях, если тому не препятствуют территориальные расположения нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.

Радиальная  схема электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой  электрической сети, отходящих от РУ низшего напряжения ТП и предназначенных  для питания небольших групп  приемников электроэнергии, расположенных  в различных местах цеха.

Распределение электроэнергии к отдельным потребителям при радиальных схемах осуществляют самостоятельными линиями от силовых  пунктов, располагаемых в центре электрических нагрузок данной группы потребителей. Рекомендуется использовать как наиболее дешевые силовые  пункты с предохранителями (типов  СП, СПУ, ШРСУЗ). Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения. Однако они требуют больших затрат на электрооборудование и монтаж, чем магистральные схемы.

Рис. 4.1. Схема  электроснабжения цеха

4.2 Расчет  электрических нагрузок

          Для  данного проекта выбрана радиальная  схема электроснабжения, расчет  которой выполняется по алгоритму,  показанному в главе 1 данного  проекта. Разница заключается  в том, что электроприемники распределяются по подключениям, для каждого из которых расчетная нагрузка определяется по отдельности. При этом коэффициенты расчетной нагрузки находятся по [2,табл. 1] в зависимости от средневзвешенного коэффициента  использования и эффективного числа электроприемников для данного подключения К_р=f(К_и.ср, n_э). Расчет выполнен в таблице 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1.    

Расчет электрических нагрузок низковольтной сети по группам подключения

 

ЭП, подключаемые к одному шинопроводу или силовому пункту	nф	Номинальная мощность, кВт		Ки	tgф	Рср, кВт	Qср, кВАр	nэ	Кр	Рр, кВт	Qр, кВАр
		одного ЭП	общая
Электропривод раздвижных ворот (11)	1	2	2	0,15	1,73	0,3	0,52
Вентиляторы (20-22)	3	4,5	13,5	0,8	0,75	10,8	8,10
Итого по СП1	4	6,5	15,5	0,71		11,1	8,62	4	1,07	11,88	9,22
Токарные станки (14-16)	3	8,5	25,5	0,14	1,73	3,57	6,18
Плоскошлифовальные станки (23,24,29,30,36,37)	6	28	168	0,14	1,73	23,52	40,69
Итого по СП2	9	36,5	193,5	0,14		27,09	46,87	8	1,8	48,76	84,36
Круглошлифовальные станки (17,18)	2	9,6	19,2	0,14	1,73	2,688	4,65
Внутришлифовальные станки (25,26)	2	10,4	20,8	0,14	1,73	2,912	5,04
Заточные станки (32,33,38,39)	4	2,8	11,2	0,14	1,54	1,568	2,41
Электропривод раздвижных ворот (40)	1	2	2	0,15	1,73	0,3	0,52
Кран-балка (31)	1	7,6	7,6	0,2	0,62	1,52	0,94
Итого по СП3	10	32,4	60,8	0,15		8,988	13,56	7	1,96	17,62	26,59
Внутришлифовальные станки (27,28,34,35)	4	10,4	41,6	0,14	1,73	5,824	10,08
Итого по СП4	4	10,4	41,6	0,14		5,824	10,08	4	2,52	14,68	25,39
Электропривод раздвижных ворот (1)	1	2	2	0,15	1,73	0,3	0,52
Резьбошлифовальные станки (6,7)	2	5,2	10,4	0,14	1,73	1,456	2,52
Круглошлифовальные станки  (12,13,19)	3	9,6	28,8	0,14	1,73	4,032	6,98
Итого по СП5	6	16,8	41,2	0,14		5,788	10,01	5	2,23	12,91	22,33
Универсальные заточные станки (2-4)	3	3,5	10,5	0,14	1,73	1,47	2,54
Заточные станки для червячных  фрез (8,9)	2	8	16	0,14	1,73	2,24	3,88
Заточные станки для фрезерных  головок (5,10)	2	3,2	6,4	0,14	1,73	0,896	1,55
Итого по СП6	7	14,7	32,9	0,14		4,606	7,97	6	2,16	9,95	17,21
Итого по ГРЩ1	40					63,396	97,11			115,79	185,10

 

 

5.ВЫБОР СЕЧЕНИЯ  ПРОВОДНИКОВ.

 

5.1Выбор сечений  кабелей к силовым пунктам  и распределительным щитам

Выбор сечений  кабелей к силовым пунктам  и распределительным осуществляется по расчетному току, который определяется по формуле:

 

                    (5.1)

 

здесь Р_р, Q_р – расчетные значения активной и реактивной мощностей, текущих по проводнику.

 

 

Выбираем провод АВВГ-3х95, С длительно- допустимым током I_дл.доп.=170А.

 

Аналогичным образом выбираются остальные провода  и кабели, результаты расчетов сведены  в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.

Выбор питающих кабелей.

Участок	Питаемые ЭП	Рр,кВт	Qр,кВАр	Iр,А	Проводник	I дл.доп, А
ТП-ГРЩ1	Цех+осв.	161,16	206,15	377,69	АВВГнг-3х185	385
ГРЩ1-СП1	11,20-22	11,88	9,22	21,70	АВВГ-3х6	38
ГРЩ1-СП2	14-16,23,24,29,30,36,37	48,76	84,36	140,64	АВВГ-3х50	165
ГРЩ1-СП3	17,18,25,26,32,33,38,39,31,40	17,62	26,59	46,03	АВВГ-3х10	60
ГРЩ1-СП4	27,28,34,45	14,68	25,39	42,33	АВВГ-3х10	60
ГРЩ1-СП5	1,6,7,12,13,19	12,91	22,33	37,23	АВВГ-3х10	42
ГРЩ1-СП6	2-5,8-10	9,95	17,21	28,69	АВВГ-3х6	38
ГРЩ1-ЩО	Осветит. нагр.	34,37	11,34	52,24	АВВГ-3х10	60

 

Расчетный ток электроприемников, присоединяемых к РЩ или СП, определяется по фактически потребляемой мощности ЭП по формуле [3,с.292]:

               (5.2)

 

где P_ном- номинальная активная мощность электроприемника, кВт;

U_ном- номинальное линейное напряжение сети, кВ;

Cosφ- номинальный коэффициент мощности нагрузки;

η- номинальный  КПД электроприемника.

Для токарных станков показанных на плане цеха под номером 14-16:

 

 

 

Для питания  станка выбираем провод АВВГ - 3х10 с  длительно допустимым током I_дл.доп=38А.

Аналогично  выбираются сечения питающих проводов для остальных ЭП, результаты сведены  в таблицу 3.2.

Таблица 5.2.

 

Выбор сечения проводников к  ЭП

Номер ЭП на плане	Рном,кВт	cosφ	Ip, A	Провод(кабель)	I дл.доп, А
1,11,40	2	0,5	6,8	АВВГ-3х2,5	16
2-4	3,5	0,5	11,9	АВВГ-3х2,5	16
5,10	8	0,5	21,17	АВВГ-3х10	38
6,7	5,2	0,5	17,6	АВВГ-3х4	21
8,9	3,2	0,5	10,87	АВВГ-3х2,5	16
12,13,17-19	9,6	0,5	32,6	АВВГ-3х10	38
20-22	4,5	0,9	8,5	АВВГ-3х2,5	16
14-16	8,5	0.5	28,87	АВВГ-3х10	38
23,24,29,30,36,37	28	0,5	95,1	АВВГ-3х50	105
25-28,34,35	10,4	0,5	35,32	АВВГ-3х10	38
31	7,6	0,85	15,18	АВВГ-3х4	21
32,33,38,39	2,8	0,5	9,51	АВВГ-3х2,5	16